硅释放氢气可保胎!

母婴传播的病毒和细菌增加了儿童流产和各种疾病的风险。这种传播可能导致婴儿感染和疾病,或者通过胎盘诱导炎症免疫反应。本研究小组利用一种硅基制氢纳米剂,它能连续有效地在体内产生氢。由于氢气具有抗氧化、抗炎、抗过敏和抗凋亡作用,本研究针对硅基制剂对母婴传播的影响,重点关注流产率。在喂养含有硅基制剂的小鼠中,母婴传播引起的脂多糖(lps)诱导流产减少,胎盘炎症和中性粒细胞浸润被抑制。研究还发现硅基材料可抑制胎盘中IL-6的表达,诱导Hmox1和Ptgs2等抗氧化剂和抗凋亡基因的表达。这种硅的抗炎作用提示,通过抑制由细菌和病毒感染引起的母体炎症,它可能是一种有效预防或治疗孕期流产或晚期流产的理想药物。

孕妇用药最重要的要求是安全,氢气和氢气相关药物具备安全性的特点是其在孕产新生儿领域的重要条件,这方面的疾病治疗非常值得开展研究。日本这一小组开展一系列硅释放氢气的研究,已经形成了特色。和钙镁材料不同,硅释放材料除了氢气外,二氧化硅不被人体吸收,也给这种材料的安全性提供了特殊条件,而且这种材料也不会影响酸碱度,这也是这种材料的优势之一,另外硅材料稳定性好,给这种材料的应用提供了重要条件。

母婴传播是指感染母体的病原体传染给胎儿,而被感染的孩子出现症状。母婴传播与新生儿流产和各种疾病风险增加有关。母婴传播分为妊娠期宫内感染、分娩时的产道感染、分娩后的乳汁感染。宫内感染又分为胎盘感染和上行感染。通过每条途径传播的典型病原体统称为火炬病原体,包括弓形虫、其他(HIV、麻疹病毒、水痘病毒、梅毒和流感病毒)、风疹病毒、巨细胞病毒和单纯疱疹病毒。近年来,由Zika病毒引起的神经祖细胞死亡和小头畸形以及SARS-CoV2的未知影响已经成为妊娠期间的严重问题。此外,孕期感染引起的母体免疫激活(mia)增加了死胎和流产的风险,也增加了儿童发育障碍和精神障碍的风险。药物治疗在怀孕期间是有限的,而且胎儿治疗是罕见的,即使怀疑母婴传播,大多数病例涉及产后治疗。因此,在怀孕期间,感染很难治疗,导致儿童出现各种疾病,如小头畸形、脑积水、眼部损伤、视觉障碍、宫内生长发育迟缓、癫痫、精神运动迟缓、发育障碍和精神障碍。重要的是,怀孕是胎儿发育的关键时期。这一阶段的损伤对细胞和组织发育的所有下游过程都有不可逆的影响。因此,母婴传播的预防性或永久性治疗更可取。

医用氢气具有抗氧化、抗炎、抗过敏和抗凋亡作用。氢选择性地还原活性氧中羟基自由基(•oh)。羟基自由基有效氧化核酸和脂质,从而加速衰老,并导致与氧化应激相关的疾病,如癌症、糖尿病、帕金森病、阿尔茨海默病和自闭症。羟基自由基以外的ROS如过氧化氢(H2O2)和超氧阴离子具有生理功能。因此,在不去除其他具有生理功能的ROS的情况下,仅去除羟基自由基是很重要的。氢气就符合只与羟基自由基发生反应的要求,可以作为治疗与氧化应激相关疾病的药物,且不会产生毒副作用。许多临床和基础研究报道了氢在疾病预防和治疗中的作用。

利用氢气和富氢水进气去除羟基自由基。然而,这种方法有各种各样的问题,如方便性、氢气体积和进气量。即使在饱和氢浓度(1.6ppm)下,在1公升富氢水中也只含有18毫升氢气。此外,口服或腹腔内给药饱和富氢水可使大鼠体内血液、大脑和其他器官中的氢含量瞬时增加,但由于氢的渗透性,无法维持60分钟以上。

为了克服这些问题,这里开发出一种硅基纳米颗粒,能在身体肠道生理环境(pH, 8.3%, and 36°C) 下连续高水平(400毫升/ g)产生氢气。和大颗粒硅材料不同,纳米尺度的硅可以和水直接反应产生氢气。过去研究硅纳米结构制氢主要局限于燃料电池领域,一般用强碱性溶液来提高制氢速率。硅和水反应产生的二氧化硅对人体无毒,给口服硅提供了条件。过去研究曾经口服硅释氢材料用于慢性肾病和帕金森病模型动物的肾保护和神经保护作用。胃肠道产生的氢气可以很容易被吸收,并通过胎盘传递给胎儿。基于硅的药物可以通过在体内持续、高效地产生氢来解决与孕妇和胎儿感染相关的问题也具有可能性。

本研究目的是确定硅药物对母婴传播的影响,特别是对流产率的影响。建立由母婴传播引起的脂多糖诱导流产小鼠模型,并利用该模型评估了硅基制剂在饮食中的作用。结果表明,基于硅药物可起到抗炎和抗氧化作用,可抑制孕期由母婴炎症引起的流产。

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